JP7312905B2 - Method for manufacturing structure, structure and apparatus provided with structure - Google Patents

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Description

本開示は、構造体の製造方法、構造体および構造体を備える装置に関する。 The present disclosure relates to a method of manufacturing a structure, a structure, and an apparatus comprising the structure.

金属繊維を有する構造体の例として特許文献１が開示されている。特許文献１において、金属繊維を加熱することにより金属繊維同士の接点を結着する製法が開示されている。 Patent Document 1 discloses an example of a structure having metal fibers. Patent Literature 1 discloses a method of binding contact points between metal fibers by heating the metal fibers.

国際公開第２０１８／１３１６５８号WO2018/131658

本開示の構造体の製造方法は、穴を有するセラミックス基体を準備して、前記穴に、第１金属繊維および第２金属繊維を有する第１液体を導入する第１ステップと、第１液体を乾燥する第２ステップと、第１ナノ金属粒子を有する第２液体を穴に導入する第３ステップと、第２液体を乾燥する第４ステップと、穴を加熱し、第１金属繊維および第２金属繊維を第１ナノ金属粒子によって接合する第５ステップと、を有する。 A method for manufacturing a structure of the present disclosure includes a first step of preparing a ceramic substrate having holes and introducing a first liquid having first metal fibers and second metal fibers into the holes; a second step of drying the first liquid; a third step of introducing a second liquid having first nano metal particles into the holes; a fourth step of drying the second liquid;

本開示の一実施形態である第１実施形態の製造方法の一例を示すフロー図である。1 is a flow chart showing an example of a manufacturing method according to a first embodiment, which is one embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の構造体の一例である。1 is an example of a structure of the present disclosure; 図２のＡ－Ａ線における断面図の一例であり、第１ステップを示す説明図である。FIG. 3 is an example of a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and is an explanatory diagram showing a first step; 図２のＡ－Ａ線における断面図一例であり、第２ステップを示す説明図である。FIG. 3 is an example of a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and is an explanatory diagram showing a second step; 図２のＡ－Ａ線における断面図一例であり、第３ステップを示す説明図である。FIG. 3 is an example of a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and is an explanatory diagram showing a third step; 図２のＡ－Ａ線における断面図一例であり、第４ステップを示す説明図である。FIG. 3 is an example of a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and is an explanatory diagram showing a fourth step; 図２のＡ－Ａ線における断面図一例であり、第５ステップを示す説明図である。FIG. 3 is an example of a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and is an explanatory diagram showing a fifth step; 図７のＷの拡大図の一例である。8 is an example of an enlarged view of W in FIG. 7; FIG. 図８のＸの拡大図の一例である。9 is an example of an enlarged view of X in FIG. 8. FIG. 図７のＷの拡大図の一例である。8 is an example of an enlarged view of W in FIG. 7; FIG. 本開示の構造体が用いられる電極構造体の一例である。It is an example of an electrode structure in which the structure of the present disclosure is used. 本開示の構造体が用いられる電極構造体の一例である。It is an example of an electrode structure in which the structure of the present disclosure is used. 図１２のＤ－Ｄ線における断面図の一例である。FIG. 13 is an example of a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 12; 本開示の構造体が用いられる配線構造体の一例である。It is an example of a wiring structure in which the structure of the present disclosure is used. 本開示の構造体が用いられる配線構造体の一例である。It is an example of a wiring structure in which the structure of the present disclosure is used. 本開示の構造体が用いられる配線構造体の一例である。It is an example of a wiring structure in which the structure of the present disclosure is used. 本開示の構造体が用いられる配線構造体の一例である。It is an example of a wiring structure in which the structure of the present disclosure is used. 本開示の構造体が用いられる発熱構造体の一例である。1 is an example of a heat generating structure in which the structure of the present disclosure is used; 本開示の構造体が用いられる放熱部材の一例である。It is an example of a heat dissipation member in which the structure of the present disclosure is used. 本開示の構造体が用いられる放熱部材の一例である。It is an example of a heat dissipation member in which the structure of the present disclosure is used. 図２０のＢ－Ｂ線における断面図の一例である。FIG. 21 is an example of a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 20; 図２０のＢ－Ｂ線における断面図の一例である。FIG. 21 is an example of a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 20; 図２２のＣ－Ｃ線における断面図の一例である。FIG. 23 is an example of a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 22; 本開示の一実施形態である第３実施形態の製造方法の一例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flow chart showing an example of a manufacturing method according to a third embodiment, which is one embodiment of the present disclosure; 本開示の構造体が用いられる配線構造体の一例である。It is an example of a wiring structure in which the structure of the present disclosure is used. 図２５のＥ－Ｅ線における断面図の一例である。FIG. 26 is an example of a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 25; 本開示の構造体が用いられる放熱部材の一例である。It is an example of a heat dissipation member in which the structure of the present disclosure is used.

本開示の構造体の製造方法、構造体および構造体を備えた装置について、図面を参照しながら、実施形態について詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。 Embodiments of a method for manufacturing a structure, a structure, and an apparatus provided with the structure of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below. Further, in each of the embodiments shown below, the same reference numerals are given to the same parts to omit redundant explanations.

従来、金属繊維を含む構造体を製造する際には、金属繊維を加熱することにより金属繊維同士の接点を結着させていた。しかしながら、このような製法は、金属繊維同士の接点を結着するために、１０００℃程度の高温環境下での加熱処理が必要であった。そのため、当該製造方法は、多くのエネルギーを必要とすることで、高コストになりやすかった。 Conventionally, when manufacturing a structure containing metal fibers, the metal fibers are heated to bond the contact points between the metal fibers. However, such a manufacturing method requires heat treatment in a high temperature environment of about 1000° C. in order to bond the contact points between the metal fibers. Therefore, the manufacturing method requires a lot of energy, which tends to result in high cost.

そこで、上記の懸念点を克服し、低コストで金属繊維同士を接合する製造方法が期待されている。 Therefore, there is a demand for a production method that overcomes the above concerns and joins metal fibers together at a low cost.

＜第１実施形態＞
図１～７を用いて、本開示における第１実施形態の製造方法の一例を説明する。<First embodiment>
An example of the manufacturing method of the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS.

本開示における構造体の製造方法は、穴を有するセラミックス基体を準備して、穴３に、第１金属繊維７および第２金属繊維９を有する第１液体１１を導入する第１ステップＳ１と、第１液体１１を乾燥する第２ステップＳ２と、第１ナノ金属粒子１３を有する第２液体１５を穴３に導入する第３ステップＳ３と、第２液体１５を乾燥する第４ステップＳ４と、穴３を加熱し、第１金属繊維７および第２金属繊維９を第１ナノ金属粒子１３によって接合する第５ステップＳ５と、を有する。 The method for manufacturing a structure according to the present disclosure comprises: a first step S1 of preparing a ceramic substrate having holes and introducing a first liquid 11 having first metal fibers 7 and second metal fibers 9 into the holes 3; a second step S2 of drying the first liquid 11; a third step S3 of introducing a second liquid 15 having the first nano metal particles 13 into the holes 3; and a fifth step S5 of joining the metal fibers 9 by the first metal nanoparticles 13 .

＜第１ステップ＞
図２に示す構造体１を製造する工程では、まず、穴３を有するセラミックス基体５を成形する工程が行われる。<First step>
In the process of manufacturing the structure 1 shown in FIG. 2, first, the process of molding the ceramic substrate 5 having the holes 3 is performed.

本開示の構造体１におけるセラミックス基体５は、例えば、酸化アルミニウム質セラミックス（サファイア）、炭化珪素質セラミックス、コージェライト質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等が挙げられる。また、セラミックス基体５は金属を含浸したセラミックス複合材料（ＣＭＣ）であってもよい。 Examples of the ceramic substrate 5 in the structure 1 of the present disclosure include aluminum oxide ceramics (sapphire), silicon carbide ceramics, cordierite ceramics, silicon nitride ceramics, aluminum nitride ceramics, mullite ceramics, and the like. Also, the ceramic substrate 5 may be a ceramic composite material (CMC) impregnated with metal.

セラミックス基体５が酸化アルミニウム質セラミックスからなるならば、加工性に優れ、かつ安価である。ここで、例えば、酸化アルミニウム質セラミックスとは、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、酸化アルミニウムを７０質量％以上含有するものである。そして、セラミックス基体５の材質は、以下の方法により確認することができる。 If the ceramic substrate 5 is made of aluminum oxide ceramics, it is excellent in workability and inexpensive. Here, for example, an aluminum oxide ceramic contains 70% by mass or more of aluminum oxide in 100% by mass of all the components constituting the ceramics. The material of the ceramic substrate 5 can be confirmed by the following method.

まず、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、セラミックス基体５を測定し、得られた２θ（２θは、回折角度である。）の値よりＪＣＰＤＳカードを用いて同定を行なう。次に、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて、含有成分の定量分析を行なう。 First, the ceramic substrate 5 is measured using an X-ray diffractometer (XRD), and the obtained 2θ (2θ is a diffraction angle) value is used for identification using a JCPDS card. Next, using an X-ray fluorescence spectrometer (XRF), the contained components are quantitatively analyzed.

そして、例えば、上記同定により酸化アルミニウムの存在が確認され、ＸＲＦで測定したアルミニウム（Ａｌ）の含有量から酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に換算した含有量が７０質量％以上であれば、酸化アルミニウム質セラミックスである。なお、他のセラミックスに関しても、同じ方法で確認できる。Then, for example, if the presence of aluminum oxide is confirmed by the above identification, and the content of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) converted from the content of aluminum (Al) measured by XRF is 70% by mass or more, it is an aluminum oxide ceramic. In addition, other ceramics can also be confirmed by the same method.

また、セラミックス基体５における穴３は、積層工法、インジェクション工法、３Ｄプリンタ工法および切削加工のいずれかによって形成されていてもよい。 Also, the holes 3 in the ceramic substrate 5 may be formed by any one of lamination method, injection method, 3D printer method, and cutting.

穴３は、セラミックス基体５の上に形成されていてもよく、セラミックス基体５の内側に形成されていてもよい。図３～図７に示す本開示の実施形態においては、穴３はセラミックス基体５の内側に形成されている。 The hole 3 may be formed on the ceramic base 5 or inside the ceramic base 5 . In the embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 3-7, hole 3 is formed inside ceramic substrate 5 .

次に、穴３に導入する第１金属繊維７および第２金属繊維９を有する第１液体１１を作成する。 Next, a first liquid 11 is created having first metal fibers 7 and second metal fibers 9 to be introduced into the holes 3 .

また、図７に示すように、第１金属繊維７および第２金属繊維９の形状は、例えば、ウィスカ状または針状であってもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９がウィスカ状または針状である場合は、第１金属繊維７および第２金属繊維９は屈曲していてもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９、角部を有していてもよい。 Also, as shown in FIG. 7, the shape of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be, for example, whisker-like or needle-like. When the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are whisker-like or needle-like, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be bent. The first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may have corners.

また、第１金属繊維７および第２金属繊維９がウィスカ状または針状である場合、直径は１μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、長さが１００μｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。 When the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are whisker-like or needle-like, the diameter may be 1 μm or more and 100 μm or less, and the length may be 100 μm or more and 5 mm or less.

第１金属繊維７および第２金属繊維９は、ＡｌまたはＣｕであってもよい。 The first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be Al or Cu.

次に、第１液体１１を穴３に導入する。 A first liquid 11 is then introduced into the hole 3 .

＜第２ステップ＞
次に、穴３に導入した第１液体１１を乾燥させる。<Second step>
Next, the first liquid 11 introduced into the holes 3 is dried.

＜第３ステップ＞
次に、第１ナノ金属粒子１３を有する第２液体１５を作製する。<Third step>
Next, a second liquid 15 having the first metal nanoparticles 13 is prepared.

第１ナノ金属粒子１３は、平均粒径１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であってもよい。第１ナノ金属粒子１３は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、ＴｉまたはＰｄであってもよい。 The first metal nanoparticles 13 may have an average particle diameter of 1 nm or more and 200 nm or less. The first metal nanoparticles 13 may be Ag, Cu, Ni, Pt, Au, Ti or Pd.

次に、第２液体１５を穴３に導入する。 A second liquid 15 is then introduced into the hole 3 .

＜第４ステップ＞
次に、穴３に導入した第２液体１５を乾燥させる。<Fourth step>
Next, the second liquid 15 introduced into the holes 3 is dried.

＜第５ステップ＞
次に、穴３を加熱する。加熱の温度は、１５０～４００℃程度であってもよい。この工程によって、第１金属繊維７および第２金属繊維９が第１ナノ金属粒子１３によって接合される。以後、第１金属繊維７および第２金属繊維９が第１ナノ金属粒子１３によって接合されたものを第１金属部材１６と呼称する。<Fifth step>
Next, the holes 3 are heated. The heating temperature may be about 150 to 400.degree. Through this step, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are joined by the first metal nanoparticles 13 . Hereinafter, a structure in which the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are joined together by the first metal nanoparticles 13 is referred to as a first metal member 16 .

毛細管現象により、第１金属繊維７および第２金属繊維９との交絡部に第１ナノ金属粒子１３が入り込む。ナノ粒子はマイクロサイズ以上の金属粒子よりも活性が高いので、金属繊維同士を低温で接合することが可能である。 Due to capillary action, the first metal nanoparticles 13 enter the entangled portions of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 . Since nanoparticles are more active than micro-sized or larger metal particles, it is possible to bond metal fibers together at low temperatures.

本開示の製造方法においては、上記の通り、比較的低温の加熱により、セラミックス基体５の上またはセラミックス基体５の内部に第１金属部材１６を有する構造体１を低コストで製造することが可能である。 In the manufacturing method of the present disclosure, as described above, the structure 1 having the first metal member 16 on or inside the ceramic substrate 5 can be manufactured at a low cost by heating at a relatively low temperature.

また、本開示の製造方法においては、セラミックス基体５の内部に複雑な形状を有する第１金属部材１６を低コストで作製することができる。 Moreover, in the manufacturing method of the present disclosure, the first metal member 16 having a complicated shape inside the ceramic substrate 5 can be manufactured at low cost.

本開示の製造方法と異なり、高温加熱により金属繊維同士を結着させる製造方法においては、セラミックス基体内に複雑な形状を有する金属部材を作製することは困難である。 Unlike the manufacturing method of the present disclosure, it is difficult to manufacture a metal member having a complicated shape in a ceramic base in a manufacturing method in which metal fibers are bound together by heating at a high temperature.

高温加熱により金属繊維同士を結着させて金属部材を作製する場合、加熱処理と同時にプレス処理が必要となる。そのため、セラミックス基体内に金属部材を設けようとした場合には、別途金属部材を加熱およびプレス処理にて作製した後、構造体を構成するセラミックス部材と金属部材とを各々接合する処理が必要となる。このような製造方法の場合、複雑な形状をセラミックス基体の内部に有する構造体を作製することが困難なだけでなく、高コストになりやすい。 When a metal member is produced by binding metal fibers together by heating at a high temperature, a press treatment is required at the same time as the heat treatment. Therefore, when trying to provide a metal member in the ceramic substrate, it is necessary to prepare the metal member separately by heating and pressing, and then bond the ceramic member and the metal member that constitute the structure. In the case of such a manufacturing method, it is not only difficult to manufacture a structure having a complicated shape inside the ceramic base, but also the cost tends to be high.

一方で、本開示における製造方法においては、任意の第１金属部材１６の形状に合わせた穴３を作製し、穴３に第１液体１１および第２液体１５を流し込み、乾燥および加熱を行なうことで容易に、セラミックス基体５の内部に複雑な形状の第１金属部材１６を有する構造体を作製することが可能である。 On the other hand, in the manufacturing method according to the present disclosure, it is possible to easily manufacture a structure having the first metal member 16 with a complicated shape inside the ceramic base 5 by forming the hole 3 that matches the shape of the arbitrary first metal member 16, pouring the first liquid 11 and the second liquid 15 into the hole 3, and performing drying and heating.

また、比較的低温で熱処理を行うことができるので、セラミックス基体５に負担がかかりにくい。そのため、本開示における構造体は高い長期信頼性を有する。 Moreover, since the heat treatment can be performed at a relatively low temperature, the ceramic substrate 5 is less likely to be burdened. Therefore, the structure in the present disclosure has high long-term reliability.

また、図３～図７に示すように、穴３は、入口４と、出口６と、を有していてもよい。第１ステップにおいて、第１液体１１は、入口４から導入されてもよい。また、第１液体１１の一部が出口６から排出されてもよい。 The bore 3 may also have an inlet 4 and an outlet 6, as shown in FIGS. In a first step, the first liquid 11 may be introduced via the inlet 4 . Also, part of the first liquid 11 may be discharged from the outlet 6 .

このような構成を有する場合、第１液体１１が穴３の全体に充填されやすい。したがって、構造体１における第１金属部材１６が穴全体に形成されやすい。また、後述する第１金属部材１６の気孔率が全体として均一になりやすいため、放熱性や電気密度が全体として均一になりやすく、装置としての信頼性が向上する。 With such a configuration, the entire hole 3 is easily filled with the first liquid 11 . Therefore, the first metal member 16 in the structure 1 is likely to be formed over the entire hole. In addition, since the porosity of the first metal member 16, which will be described later, tends to be uniform as a whole, heat dissipation and electric density tend to be uniform as a whole, and reliability as a device is improved.

また、図３～図７に示すように、穴３はセラミックス基体５内に位置していてもよい。また、穴３は、入り口４に繋がる第１通路８と、出口６に繋がる第２通路１０と、第１通路８および第２通路１０を繋ぐ第３通路１２と、を有していてもよい。また、第２通路１０の幅は、第１通路８の幅よりも小さくてもよい。 Moreover, as shown in FIGS. 3 to 7, the hole 3 may be positioned within the ceramic substrate 5. FIG. The bore 3 may also have a first passage 8 leading to the inlet 4, a second passage 10 leading to the outlet 6, and a third passage 12 connecting the first passage 8 and the second passage 10. Also, the width of the second passage 10 may be smaller than the width of the first passage 8 .

第１液体１１を導入する側の穴３の幅が広く、第１液体１１の一部が排出される側の穴３の幅が狭い場合、第１液体１１を流し込みやすい。そのため、第１液体１１が穴３の全体に充填されやすい。したがって、構造体１における第１金属部材１６が穴３全体に形成されやすい。また、後述する第１金属部材１６の気孔率が全体として均一になりやすいため、放熱性や電気密度が全体として均一になりやすく、装置としての信頼性が向上する。 If the width of the hole 3 on the side of introducing the first liquid 11 is wide and the width of the hole 3 on the side from which part of the first liquid 11 is discharged is narrow, the first liquid 11 can be easily poured. Therefore, the entire hole 3 is easily filled with the first liquid 11 . Therefore, the first metal member 16 in the structure 1 is likely to be formed over the entire hole 3 . In addition, since the porosity of the first metal member 16, which will be described later, tends to be uniform as a whole, heat dissipation and electric density tend to be uniform as a whole, and reliability as a device is improved.

また、第１ステップにおいて第１液体を作製する際に第１金属繊維７および第２金属繊維９の量を調整してもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９の量が多ければ電気密度を大きくすることができ、第１金属繊維７および第２金属繊維９の量を少なくすれば電気密度を小さくすることができる。すなわち、第１金属繊維７および第２金属繊維９の量によって電気密度を調整することが可能である。 Also, the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be adjusted when the first liquid is produced in the first step. If the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are large, the electrical density can be increased, and if the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are decreased, the electrical density can be decreased. That is, it is possible to adjust the electric density by adjusting the amount of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 .

また、第１金属部材１６は、別途用意した型に作製し、型から取り出し、他の基材等に搭載させることで、構造体１を作製してもよい。 Alternatively, the first metal member 16 may be produced in a separately prepared mold, removed from the mold, and mounted on another base material or the like to produce the structure 1 .

また、図８に示すように、第１金属繊維７と第２金属繊維９とが、第１ナノ金属粒子１３によって接合されていてもよい。 Moreover, as shown in FIG. 8 , the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be joined together by the first metal nanoparticles 13 .

上記の構成を有するため、例えば熱サイクルにおいて第１金属繊維７および第２金属繊維９が膨張収縮をした際に、第１ナノ金属粒子１３が第１金属繊維７および第２金属繊維９にかかる応力を緩和しやすい。 Due to the above configuration, for example, when the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 expand and contract in thermal cycles, the first nano metal particles 13 easily relax the stress applied to the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9.

また、図９に示すように、第１ナノ金属粒子１３は、空隙１７を有していてもよい。この場合、例えば熱サイクルにおいて第１金属繊維７および第２金属繊維９が膨張収縮をした際に、第１ナノ金属粒子１３の空隙１７が第１金属繊維７および第２金属繊維９にかかる応力を緩和しやすい。 Moreover, as shown in FIG. 9, the first metal nanoparticles 13 may have voids 17 . In this case, for example, when the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 expand and contract in a thermal cycle, the voids 17 of the first nano metal particles 13 tend to relax the stress applied to the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 .

また、第１金属繊維７と第１ナノ金属粒子１３との間に、ＡｌまたはＳｉを含む化合物または合金があってもよい。また、第２金属繊維９と第１ナノ金属粒子１３との間に、ＡｌまたはＳｉを含む化合物または合金があってもよい。この場合、ＡｌまたはＳｉを含む化合物または合金によって第１金属繊維７と第１ナノ金属粒子１３との密着性が向上しやすい。また、第２金属繊維９と第１ナノ金属粒子１３との密着性が向上しやすい。 A compound or alloy containing Al or Si may be present between the first metal fibers 7 and the first metal nanoparticles 13 . A compound or alloy containing Al or Si may be present between the second metal fibers 9 and the first metal nanoparticles 13 . In this case, the adhesion between the first metal fibers 7 and the first metal nanoparticles 13 is likely to be improved by the compound or alloy containing Al or Si. Moreover, the adhesion between the second metal fibers 9 and the first metal nanoparticles 13 is likely to be improved.

化合物は、例えば、シリサイド化合物であってもよい。合金は、例えば、アルミニウム合金であってもよい。 The compound may be, for example, a silicide compound. The alloy may be, for example, an aluminum alloy.

また、セラミックス基体５を形成した後であって第１液体１１を導入する前に、セラミックス基体５上に樹脂、ガラス、金属または多孔質セラミックスで接合層１９を形成してもよい。 After the ceramic base 5 is formed and before the first liquid 11 is introduced, the bonding layer 19 may be formed on the ceramic base 5 with resin, glass, metal, or porous ceramics.

図８に示すように、第１金属繊維７と接合層１９は、第１ナノ金属粒子１３によって接合されていてもよい。また、第２金属繊維９と接合層１９は、第１ナノ金属粒子１３によって接合されていてもよい。 As shown in FIG. 8 , the first metal fibers 7 and the bonding layer 19 may be bonded by the first metal nanoparticles 13 . Also, the second metal fiber 9 and the bonding layer 19 may be bonded by the first metal nanoparticles 13 .

接合層１９が樹脂またはガラスである場合は、毛細管現象により第１金属繊維７と接合層１９との間に第１ナノ金属粒子１３が入り込む。そして、接合層１９が加熱されることで軟化し、接合層１９が第１ナノ金属粒子１３を巻き込む。また、接合層１９が第１金属繊維７を巻き込む。第１金属繊維７と接合層１９が、第１ナノ金属粒子１３によって接合される。 When the bonding layer 19 is made of resin or glass, the first metal nanoparticles 13 enter between the first metal fibers 7 and the bonding layer 19 due to capillary action. Then, the bonding layer 19 is heated and softened, and the bonding layer 19 involves the first metal nanoparticles 13 . Also, the joining layer 19 involves the first metal fibers 7 . The first metal fibers 7 and the bonding layer 19 are bonded by the first metal nanoparticles 13 .

また、接合層１９が樹脂およびガラスである場合は、毛細管現象により第２金属繊維９と接合層１９との間に第１ナノ金属粒子１３が入り込む。そして、接合層１９が加熱されることで軟化し、接合層１９が第１ナノ金属粒子１３を巻き込む。また、接合層１９が第２金属繊維９を巻き込む。第２金属繊維７と接合層１９が、第１ナノ金属粒子１３によって接合される。 Further, when the bonding layer 19 is made of resin and glass, the first nano metal particles 13 enter between the second metal fibers 9 and the bonding layer 19 due to capillary action. Then, the bonding layer 19 is heated and softened, and the bonding layer 19 involves the first metal nanoparticles 13 . Also, the joining layer 19 involves the second metal fibers 9 . The second metal fibers 7 and the bonding layer 19 are bonded by the first metal nanoparticles 13 .

また、接合層１９が金属である場合は、第１金属繊維７と接合層１９との間に第１ナノ金属粒子１３が入り込む。そして、第１金属繊維７と接合層１９が、第１ナノ金属粒子１３によって接合される。 Also, when the bonding layer 19 is made of metal, the first metal nanoparticles 13 enter between the first metal fibers 7 and the bonding layer 19 . Then, the first metal fibers 7 and the bonding layer 19 are bonded by the first metal nanoparticles 13 .

また、接合層１９が多孔質セラミックスである場合は、第１金属繊維７が接合層１９に引っかかることで生じるアンカー効果によって第１金属繊維７と接合層１９とが接合される。 Further, when the bonding layer 19 is porous ceramics, the first metal fibers 7 and the bonding layer 19 are bonded by an anchor effect caused by the first metal fibers 7 being caught by the bonding layer 19 .

また、接合層１９が多孔質セラミックスである場合は、第２金属繊維９が接合層１９に引っかかることで生じるアンカー効果によって第２金属繊維９と接合層１９とが接合される。 Further, when the bonding layer 19 is porous ceramics, the second metal fibers 9 and the bonding layer 19 are bonded by an anchor effect caused by the second metal fibers 9 being caught by the bonding layer 19 .

また、接合層１９が多孔質セラミックスである場合は、第１ナノ金属粒子１３が接合層１９に引っかかることで生じるアンカー効果によって第１ナノ金属粒子１３と接合層１９とが接合される。 Moreover, when the bonding layer 19 is porous ceramics, the first metal nanoparticles 13 and the bonding layer 19 are bonded by an anchor effect caused by the first metal nano particles 13 being caught by the bonding layer 19 .

また、接合層１９は絶縁性を有していてもよい。セラミックス基体５が導電性である場合、接合層１９がセラミックス基体５と第１金属繊維７との電気導通を妨げることができる。また、接合層１９がセラミックス基体５と第２金属繊維９との電気導通を妨げることができる。 Also, the bonding layer 19 may have insulating properties. If the ceramic substrate 5 is conductive, the bonding layer 19 can prevent electrical conduction between the ceramic substrate 5 and the first metal fibers 7 . Also, the bonding layer 19 can prevent electrical conduction between the ceramic substrate 5 and the second metal fibers 9 .

＜第２実施形態＞
図１～７を用いて、本開示における第２実施形態の製造方法の一例を説明する。<Second embodiment>
An example of the manufacturing method of the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS.

本開示における構造体の製造方法は、穴を有するセラミックス基体を準備して、穴３に、第１金属繊維７および第２金属繊維９を有する第１液体１１を導入する第１ステップＳ１と、第１液体１１を乾燥する第２ステップＳ２と、触媒２１を有する第３液体２２を穴３に導入する第３ステップＳ３と、無電解メッキによって第１金属繊維７および第２金属繊維９を接合する第４ステップＳ４と、を有する。 The method for manufacturing a structure according to the present disclosure includes a first step S1 of preparing a ceramic substrate having holes and introducing a first liquid 11 having first metal fibers 7 and second metal fibers 9 into the holes 3, a second step S2 of drying the first liquid 11, a third step S3 of introducing a third liquid 22 having a catalyst 21 into the holes 3, and a fourth step S4 of joining the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 by electroless plating.

＜第１ステップ＞
図２に示す構造体１を製造する工程では、まず、穴３を有するセラミックス基体５を成形する工程が行われる。<First step>
In the process of manufacturing the structure 1 shown in FIG. 2, first, the process of molding the ceramic substrate 5 having the holes 3 is performed.

穴３は、セラミックス基体５の上に形成されていてもよく、セラミックス基体５の内側に形成されていてもよい。図３～図７に示す本開示の実施形態においては、穴３はセラミックス基体５の内側に形成されている。 The hole 3 may be formed on the ceramic base 5 or inside the ceramic base 5 . In the embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 3-7, hole 3 is formed inside ceramic substrate 5 .

次に、穴３に導入する第１金属繊維７および第２金属繊維９を有する第１液体１１を作成する。 Next, a first liquid 11 is created having first metal fibers 7 and second metal fibers 9 to be introduced into the holes 3 .

また、図７に示すように、第１金属繊維７および第２金属繊維９の形状は、例えば、ウィスカ状または針状であってもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９がウィスカ状または針状である場合は、第１金属繊維７および第２金属繊維９は屈曲していてもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９、角部を有していてもよい。 Also, as shown in FIG. 7, the shape of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be, for example, whisker-like or needle-like. When the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are whisker-like or needle-like, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be bent. The first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may have corners.

また、第１金属繊維７および第２金属繊維９がウィスカ状または針状である場合、直径は１μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、長さが１００μｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。 When the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are whisker-like or needle-like, the diameter may be 1 μm or more and 100 μm or less, and the length may be 100 μm or more and 5 mm or less.

第１金属繊維７および第２金属繊維９は、ＡｌまたはＣｕであってもよい。 The first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be Al or Cu.

次に、第１液体１１を穴３に導入する。 A first liquid 11 is then introduced into the hole 3 .

＜第２ステップ＞
次に、穴３に導入した第１液体１１を乾燥させる。<Second step>
Next, the first liquid 11 introduced into the holes 3 is dried.

＜第３ステップ＞
次に、触媒２１を有する第３液体を作製する。触媒２１は、ＰｔまたはＰｄであってもよい。<Third step>
Next, a third liquid having catalyst 21 is prepared. Catalyst 21 may be Pt or Pd.

触媒２１は、平均粒径は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であってもよい。 The catalyst 21 may have an average particle size of 1 nm or more and 10 nm or less.

次に、第３液体２２を穴３に導入する。第３液体２２は、金属イオンを含んだ水溶液であり、メッキ液として用いられる。 A third liquid 22 is then introduced into the hole 3 . The third liquid 22 is an aqueous solution containing metal ions, and is used as a plating solution.

＜第４ステップ＞
無電解メッキを行う。毛細管現象により、第１金属繊維７および第２金属繊維９の交絡部に触媒２１と第３液体２２が入り込み、触媒２１と第３液体２２に含まれる金属によって第１金属繊維７および第２金属繊維９が接合される。以後、第１金属繊維７および第２金属繊維９が触媒２１と第３金属２２に含まれる金属によって接合されたものを第２金属部材２３と呼称する。<Fourth step>
Perform electroless plating. Due to capillary action, the catalyst 21 and the third liquid 22 enter the entangled portions of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9, and the metals contained in the catalyst 21 and the third liquid 22 join the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9. Hereinafter, the first metal fiber 7 and the second metal fiber 9 bonded together by the metal contained in the catalyst 21 and the third metal 22 will be referred to as the second metal member 23 .

また、第３液体２２中にある金属はＮｉまたはＣｕであってもよい。 Also, the metal in the third liquid 22 may be Ni or Cu.

また、無電解メッキは比較的低温で行われる。無電解メッキは、室温で加熱せずに行なってもよいが、加熱してもよい。無電解メッキは例えば、２０～９０℃で行われてもよい。 Also, electroless plating is performed at relatively low temperatures. Electroless plating may be performed at room temperature without heating, but may be performed with heating. Electroless plating may be performed, for example, at 20-90°C.

本開示の製造方法においては、上記の通り、非加熱または比較的低温の加熱により、セラミックス基体５の上またはセラミックス基体５の内部に第２金属部材２３を有する構造体１を低コストで製造することが可能である。 In the manufacturing method of the present disclosure, as described above, the structure 1 having the second metal member 23 on or inside the ceramic substrate 5 can be manufactured at low cost by non-heating or heating at a relatively low temperature.

本開示の製造方法においては、セラミックス基体５の内部に複雑な形状を有する第２金属部材２３を低コストで作製することができる。 In the manufacturing method of the present disclosure, the second metal member 23 having a complicated shape inside the ceramic base 5 can be manufactured at low cost.

本開示の製造方法と異なり、高温加熱により金属繊維同士を結着させる製造方法においては、セラミックス基体内に複雑な金属部材を作製することは困難である。 Unlike the manufacturing method of the present disclosure, it is difficult to fabricate a complicated metal member in a ceramic substrate in a manufacturing method in which metal fibers are bound together by heating at a high temperature.

高温加熱により金属繊維同士を結着させて金属部材を作製する場合、加熱処理と同時にプレス処理が必要となる。そのため、セラミックス基体内に金属部材を設けようとした場合には、別途金属部材を加熱およびプレス処理にて作製した後、構造体を構成するセラミックス部材と金属部材とを各々接合する処理が必要となる。このような製造方法の場合、複雑な形状をセラミックス基体の内部に有する構造体を作製することが困難なだけでなく、高コストになりやすい。 When a metal member is produced by binding metal fibers together by heating at a high temperature, a press treatment is required at the same time as the heat treatment. Therefore, when trying to provide a metal member in the ceramic substrate, it is necessary to prepare the metal member separately by heating and pressing, and then bond the ceramic member and the metal member that constitute the structure. In the case of such a manufacturing method, it is not only difficult to manufacture a structure having a complicated shape inside the ceramic base, but also the cost tends to be high.

一方で、本開示における製造方法においては、所望の第２金属部材２３の形状に合わせた穴３を作製し、穴３に第１液体１１および第３液体２２を流し込み、無電解メッキを行なうことで容易に、セラミックス基体５の内部に複雑な形状の第２金属部材２３を有する構造体を作製することが可能である。 On the other hand, in the manufacturing method according to the present disclosure, it is possible to easily manufacture a structure having a complex-shaped second metal member 23 inside the ceramic base 5 by forming the hole 3 in accordance with the desired shape of the second metal member 23, pouring the first liquid 11 and the third liquid 22 into the hole 3, and performing electroless plating.

また、加熱を行わない、または比較的低温で熱処理を行うことができるので、セラミックス基体５に負担がかかりにくい。そのため、本開示における構造体は高い長期信頼性を有する。 Moreover, since the heat treatment can be performed without heating or at a relatively low temperature, the ceramic base 5 is less likely to be burdened. Therefore, the structure in the present disclosure has high long-term reliability.

また、図３～図７に示すように、穴３は、入口４と、出口６と、を有していてもよい。第１ステップにおいて、第１液体１１は、入口４から導入されてもよい。また、第１液体１１の一部が出口６から排出されてもよい。 The bore 3 may also have an inlet 4 and an outlet 6, as shown in FIGS. In a first step, the first liquid 11 may be introduced via the inlet 4 . Also, part of the first liquid 11 may be discharged from the outlet 6 .

このような構成を有する場合、第１液体１１が穴３の全体に充填されやすい。したがって、構造体１における第２金属部材２３が穴全体に形成されるやすい。また、後述する第２金属部材２３の気孔率が全体として均一になりやすいため、放熱性や電気密度が全体として均一になりやすく、装置としての信頼性が向上する。 With such a configuration, the entire hole 3 is easily filled with the first liquid 11 . Therefore, the second metal member 23 in the structure 1 is likely to be formed over the entire hole. In addition, since the porosity of the second metal member 23, which will be described later, tends to be uniform as a whole, heat dissipation and electric density tend to be uniform as a whole, and reliability as a device is improved.

また、図３～図７に示すように、穴３はセラミックス基体５内に位置していてもよい。また、穴３は、入り口４に繋がる第１通路８と、出口６に繋がる第２通路１０と、第１通路８および第２通路１０を繋ぐ第３通路１２と、を有していてもよい。また、第２通路１０の幅は、第１通路８の幅よりも小さくてもよい。 Moreover, as shown in FIGS. 3 to 7, the hole 3 may be positioned within the ceramic substrate 5. FIG. The bore 3 may also have a first passage 8 leading to the inlet 4, a second passage 10 leading to the outlet 6, and a third passage 12 connecting the first passage 8 and the second passage 10. Also, the width of the second passage 10 may be smaller than the width of the first passage 8 .

第１液体１１を導入する側の穴３の幅が広く、第１液体１１の一部が排出される側の穴３の幅が狭い場合、第１液体１１を流し込みやすい。そのため、第１液体１１が穴３の全体に充填されやすい。したがって、構造体１における第２金属部材２３が穴３全体に形成されやすい。また、後述する第２金属部材２３の気孔率が全体として均一になりやすいため、放熱性や電気密度が全体として均一になりやすく、装置としての信頼性が向上する。 If the width of the hole 3 on the side of introducing the first liquid 11 is wide and the width of the hole 3 on the side from which part of the first liquid 11 is discharged is narrow, the first liquid 11 can be easily poured. Therefore, the entire hole 3 is easily filled with the first liquid 11 . Therefore, the second metal member 23 in the structure 1 is likely to be formed in the entire hole 3 . In addition, since the porosity of the second metal member 23, which will be described later, tends to be uniform as a whole, heat dissipation and electric density tend to be uniform as a whole, and reliability as a device is improved.

また、第１ステップにおいて第１液体を作製する際に第１金属繊維７および第２金属繊維９の量を調整してもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９の量が多ければ電気密度を大きくすることができ、第１金属繊維７および第２金属繊維９の量を少なくすれば電気密度を小さくすることができる。すなわち、第１金属繊維７および第２金属繊維９の量によって電気密度を調整することが可能である。 Also, the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be adjusted when the first liquid is produced in the first step. If the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are large, the electrical density can be increased, and if the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are decreased, the electrical density can be decreased. That is, it is possible to adjust the electric density by adjusting the amount of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 .

また、第２金属部材２３は、別途用意した型に作製し、型から取り出し、他の基材等に搭載させることで、構造体１を作製してもよい。 Alternatively, the second metal member 23 may be produced in a separately prepared mold, removed from the mold, and mounted on another base material or the like to produce the structure 1 .

無電解メッキにおいて、毛細管現象により第１金属繊維７および第２金属繊維９の交絡部に触媒２１が集まりやすい。そして、触媒２１の周囲に第３液体２２が集まり、金属として析出してもよい。以後、この析出した金属を第１析出金属２５と呼称する。 In electroless plating, the catalyst 21 tends to gather at the entangled portions of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 due to capillary action. Then, the third liquid 22 may gather around the catalyst 21 and precipitate as metal. This deposited metal is hereinafter referred to as first deposited metal 25 .

触媒２１が第１金属繊維７および第２金属繊維９に比較的小さい面積で接触していてもよい。比較的小さい面積で接触しているため、触媒２１と第１金属繊維７との接点または触媒２１と第２金属繊維９との接点で応力を緩和することができる。したがって、本開示における第２金属部材２３には熱サイクルの負荷がかかりにくい。 The catalyst 21 may be in contact with the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 over a relatively small area. Since contact is made over a relatively small area, stress can be relieved at the contact points between the catalyst 21 and the first metal fibers 7 or at the contact points between the catalyst 21 and the second metal fibers 9 . Therefore, the heat cycle load is less likely to be applied to the second metal member 23 in the present disclosure.

金属繊維同士が直接接合している場合は、その接合箇所一点に応力が集中しやすい。しかしながら、本開示における第２金属部材２３は、触媒２１を介して接合されているため、触媒２１と第１金属繊維７との接点および触媒２１と第２金属繊維９との接点という二点で応力を受けることができる。したがって、金属繊維同士が直接接合されている場合と比較し、第２金属部材２３は全体として高い柔軟性を有し、熱サイクルに対する高い耐久性を有する。 When metal fibers are directly bonded to each other, stress tends to concentrate on one point of the bonding. However, since the second metal member 23 in the present disclosure is joined via the catalyst 21, stress can be received at two points, the contact point between the catalyst 21 and the first metal fiber 7 and the contact point between the catalyst 21 and the second metal fiber 9. Therefore, the second metal member 23 as a whole has high flexibility and high durability against thermal cycles, compared to the case where the metal fibers are directly bonded to each other.

また、第１析出金属２５が第１金属繊維７および第２金属繊維９に比較的小さい面積で接触していてもよい。比較的小さい面積で接触しているため、第１析出金属２５と第１金属繊維７との接点または第１析出金属２５と第２金属繊維９との接点に熱サイクルの負荷がかかりにくい。 Also, the first deposited metal 25 may be in contact with the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 over a relatively small area. Since they are in contact with each other over a relatively small area, the contact points between the first metal deposits 25 and the first metal fibers 7 or the contact points between the first metal deposits 25 and the second metal fibers 9 are less likely to be subjected to thermal cycle loads.

また、第１析出金属２５が第１金属繊維７および第２金属繊維９を取り囲んでいてもよい。この構造の場合、第１金属繊維７および第２金属繊維９が第１析出金属２５によってより強く接合されやすい。 Also, the first deposited metal 25 may surround the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 . In this structure, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are more likely to be strongly bonded by the first deposited metal 25 .

また、無電解メッキにおいて、毛細管現象により第１金属繊維７およびセラミックス基体５の間に触媒２１が集まりやすい。そして、触媒２１の周囲に第３液体２２が集まり、金属として析出してもよい。以後、この析出した金属を第２析出金属２７と呼称する。 Also, in electroless plating, the catalyst 21 tends to gather between the first metal fibers 7 and the ceramic substrate 5 due to capillary action. Then, the third liquid 22 may gather around the catalyst 21 and precipitate as metal. This deposited metal is hereinafter referred to as a second deposited metal 27 .

第２析出金属２７によって、第１金属繊維７およびセラミックス基体５が接合されていてもよい。 The first metal fibers 7 and the ceramic substrate 5 may be joined by the second deposited metal 27 .

また、セラミックス基体５の微小な凹みに触媒２１が位置していてもよい。 Also, the catalyst 21 may be positioned in a minute depression of the ceramic substrate 5 .

また、第２析出金属２７がセラミックス基体５の上に層状に形成されていてもよい。この場合、セラミックス基体５に熱が発生した場合に、セラミックス基体５と接する金属の面積が大きくなり、第１金属繊維７へ熱を伝達しやすくなるため放熱性が向上しやすい。 Also, the second deposited metal 27 may be formed in a layer on the ceramic substrate 5 . In this case, when heat is generated in the ceramic substrate 5, the area of the metal in contact with the ceramic substrate 5 becomes large, and heat is easily transferred to the first metal fibers 7, so that heat dissipation is likely to be improved.

また、セラミックス基体５を形成した後であって第１液体１１を導入する前に、セラミックス基体５上に無電解メッキを行ってもよい。第２析出金属２７がセラミックス基体５の上に層状に形成させた後、第１液体１１を穴３に導入し無電解メッキをしてもよい。この場合、セラミックス基体５に熱が発生した場合に、セラミックス基体５と接する金属の面積が大きくなり、第１金属繊維７へ熱を伝達しやすくなるため放熱性が向上しやすい。 Electroless plating may be performed on the ceramic substrate 5 after the ceramic substrate 5 is formed and before the first liquid 11 is introduced. After the second deposited metal 27 is formed in a layer on the ceramic substrate 5, the first liquid 11 may be introduced into the holes 3 for electroless plating. In this case, when heat is generated in the ceramic substrate 5, the area of the metal in contact with the ceramic substrate 5 becomes large, and heat is easily transferred to the first metal fibers 7, so that heat dissipation is likely to be improved.

＜第３実施形態＞
図２４を用いて、本開示における第３実施形態の製造方法の一例を説明する。<Third Embodiment>
An example of a manufacturing method according to the third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.

本開示における構造体の製造方法は、金属線２９を用意する第１ステップＳ１と、金属線２９に低融点の金属３３をメッキし、メッキで被覆された金属線３０を作製する第２ステップＳ２と、メッキで被覆された金属線３０を切断して、メッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９を作製する第３ステップＳ３と、メッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９をセラミックス基体５上またはセラミックス基体５内に位置する穴３に導入する第４ステップＳ４と、穴を加熱し、第１金属繊維および第２金属繊維を低融点の金属３３によって接合する第５ステップＳ５と、を有する。 The method of manufacturing a structure according to the present disclosure includes a first step S1 of preparing a metal wire 29, a second step S2 of plating a metal wire 29 with a low melting point metal 33 to produce a metal wire 30 covered with plating, a third step S3 of cutting the metal wire 30 covered with plating to produce first metal fibers 7 and second metal fibers 9 covered with plating, and placing the first metal fibers 7 and second metal fibers 9 covered with plating on a ceramic substrate 5 or a ceramic substrate. 5, and a fifth step S5 of heating the hole and bonding the first and second metal fibers with a metal 33 of low melting point.

図２に示す構造体１を製造する工程では、まず、穴３を有するセラミックス基体５を成形する工程が行われる。 In the process of manufacturing the structure 1 shown in FIG. 2, first, the process of molding the ceramic substrate 5 having the holes 3 is performed.

＜第１ステップ＞
金属線２９を用意する。金属線２９は、ＡｌまたはＣｕであってもよい。<First step>
A metal wire 29 is prepared. Metal wire 29 may be Al or Cu.

＜第２ステップ＞
金属線２９に低融点の金属３３をメッキし、メッキで被覆された金属線３０を作製する。<Second step>
A metal wire 29 is plated with a metal 33 having a low melting point to produce a metal wire 30 coated with plating.

次に、低融点の金属３３がメッキされた金属線２９を作製する。低融点の金属３３は、Ｓｎ、Ｓｎ－Ａｇ、Ｓｎ－Ｃｕ、Ｓｎ－Ｂｉ、Ａｕ－ＳｎまたはＡｕ－Ｇｅであってもよい。なお、金属線２９に予めＮｉを被覆した後に低融点の金属３３をメッキしてもよい。 Next, a metal wire 29 plated with a metal 33 having a low melting point is produced. The low melting point metal 33 may be Sn, Sn--Ag, Sn--Cu, Sn--Bi, Au--Sn or Au--Ge. Alternatively, the metal wire 29 may be coated with Ni in advance and then plated with the metal 33 having a low melting point.

＜第３ステップ＞
メッキで被覆された金属線３０を切断して、メッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９を作製する。<Third step>
The plated metal wire 30 is cut to produce the plated first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 .

また、図７に示すように、第１金属繊維７および第２金属繊維９の形状は、例えば、ウィスカ状または針状であってもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９がウィスカ状または針状である場合は、第１金属繊維７および第２金属繊維９は屈曲していてもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９、角部を有していてもよい。 Also, as shown in FIG. 7, the shape of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be, for example, whisker-like or needle-like. When the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are whisker-like or needle-like, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be bent. The first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may have corners.

また、第１金属繊維７および第２金属繊維９がウィスカ状または針状である場合、直径は１μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、長さが１００μｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。 When the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are whisker-like or needle-like, the diameter may be 1 μm or more and 100 μm or less, and the length may be 100 μm or more and 5 mm or less.

第１金属繊維７および第２金属繊維９は、ＡｌまたはＣｕであってもよい。 The first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be Al or Cu.

＜第４ステップ＞
メッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９をセラミックス基体５上またはセラミックス基体５内に位置する穴３に導入する。<Fourth step>
A first metal fiber 7 and a second metal fiber 9 coated with plating are introduced into holes 3 located on or in the ceramic substrate 5 .

＜第５ステップ＞
穴３を加熱し、第１金属繊維７および第２金属繊維９を低融点の金属３３によって接合する。毛細管現象により、第１金属繊維７および第２金属繊維９の交絡部に低融点の金属３３が入り込み、低融点の金属３３によって第１金属繊維７および第２金属繊維９が接合される。以後、第１金属繊維７および第２金属繊維９が低融点の金属３３によって接合されたものを第３金属部材３１と呼称する。<Fifth step>
The holes 3 are heated to bond the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 with the low melting point metal 33 . Due to capillary action, the low-melting-point metal 33 enters the entangled portions of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 , and the low-melting-point metal 33 joins the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 . Hereinafter, the first metal fiber 7 and the second metal fiber 9 bonded together by the low melting point metal 33 will be referred to as the third metal member 31 .

低融点の金属３３は、２００℃～４００℃で加熱してもよい。 The low melting point metal 33 may be heated at 200.degree. C. to 400.degree.

本開示の製造方法においては、上記の通り、比較的低温の加熱により、セラミックス基体５の上またはセラミックス基体５の内部に第３金属部材３１を有する構造体１を低コストで製造することが可能である。 In the manufacturing method of the present disclosure, as described above, the structure 1 having the third metal member 31 on or inside the ceramic substrate 5 can be manufactured at a low cost by heating at a relatively low temperature.

本開示の製造方法においては、セラミックス基体５の内部に複雑な形状を有する第３金属部材３１を低コストで作製することができる。 In the manufacturing method of the present disclosure, the third metal member 31 having a complicated shape inside the ceramic base 5 can be manufactured at low cost.

本開示の製造方法と異なり、高温加熱により金属繊維同士を結着させる製造方法においては、セラミックス基体内に複雑な金属部材を作製することは困難である。 Unlike the manufacturing method of the present disclosure, it is difficult to fabricate a complicated metal member in a ceramic substrate in a manufacturing method in which metal fibers are bound together by heating at a high temperature.

高温加熱により金属繊維同士を結着させて金属部材を作製する場合、加熱処理と同時にプレス処理が必要となる。そのため、セラミックス基体内に金属部材を設けようとした場合には、別途金属部材を加熱およびプレス処理にて作製した後、構造体を構成するセラミックス部材と金属部材とを各々接合する処理が必要となる。このような製造方法の場合、複雑な形状をセラミックス基体の内部に有する構造体を作製することが困難なだけでなく、高コストになりやすい。 When a metal member is produced by binding metal fibers together by heating at a high temperature, a press treatment is required at the same time as the heat treatment. Therefore, when trying to provide a metal member in the ceramic substrate, it is necessary to prepare the metal member separately by heating and pressing, and then bond the ceramic member and the metal member that constitute the structure. In the case of such a manufacturing method, it is not only difficult to manufacture a structure having a complicated shape inside the ceramic base, but also the cost tends to be high.

一方で、本開示における製造方法においては、任意の第３金属部材３１の形状に合わせた穴３を作製し、メッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９をセラミックス基体５の内部に位置する穴３に導入し、穴３を加熱し、第１金属繊維および第２金属繊維を低融点の金属３３によって接合することで容易に、セラミックス基体５の内部に複雑な形状の第３金属部材３１を有する構造体を作製することが可能である。 On the other hand, in the manufacturing method according to the present disclosure, it is possible to easily fabricate a structure having a complex-shaped third metal member 31 inside the ceramic substrate 5 by introducing the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 coated with plating into the holes 3 located inside the ceramic substrate 5, heating the holes 3, and joining the first metal fibers and the second metal fibers with the low-melting metal 33.

また、比較的低温で熱処理を行うことができるので、セラミックス基体５に負担がかかりにくい。そのため、本開示における構造体は高い長期信頼性を有する。 Moreover, since the heat treatment can be performed at a relatively low temperature, the ceramic substrate 5 is less likely to be burdened. Therefore, the structure in the present disclosure has high long-term reliability.

また、図７に示すように、穴３は、入口４と、出口６と、を有していてもよい。第１ステップにおいて、第１液体１１は、入口４から導入されてもよい。また、第１液体１１の一部が出口６から排出されてもよい。 The hole 3 may also have an inlet 4 and an outlet 6, as shown in FIG. In a first step, the first liquid 11 may be introduced via the inlet 4 . Also, part of the first liquid 11 may be discharged from the outlet 6 .

このような構成を有する場合、第１液体１１が穴３の全体に充填されやすい。したがって、構造体１における第３金属部材３１が穴全体に形成されるやすい。また、後述する第３金属部材３１の気孔率が全体として均一になりやすいため、放熱性や電気密度が全体として均一になりやすく、装置としての信頼性が向上する。 With such a configuration, the entire hole 3 is easily filled with the first liquid 11 . Therefore, the third metal member 31 in the structure 1 is likely to be formed over the entire hole. In addition, since the porosity of the third metal member 31, which will be described later, tends to be uniform as a whole, heat dissipation and electric density tend to be uniform as a whole, and reliability as a device is improved.

また、図７に示すように、穴３はセラミックス基体５内に位置していてもよい。また、穴３は、入り口４に繋がる第１通路８と、出口６に繋がる第２通路１０と、第１通路８および第２通路１０を繋ぐ第３通路１２と、を有していてもよい。また、第２通路１０の幅は、第１通路８の幅よりも小さくてもよい。 Moreover, as shown in FIG. 7, the hole 3 may be located in the ceramic base 5. FIG. The bore 3 may also have a first passage 8 leading to the inlet 4, a second passage 10 leading to the outlet 6, and a third passage 12 connecting the first passage 8 and the second passage 10. Also, the width of the second passage 10 may be smaller than the width of the first passage 8 .

第１液体１１を導入する側の穴３の幅が広く、第１液体１１の一部が排出される側の穴３の幅が狭い場合、第１液体１１を流し込みやすい。そのため、第１液体１１が穴３の全体に充填されやすい。したがって、構造体１における第３金属部材３１が穴３全体に形成されやすい。また、後述する第３金属部材３１の気孔率が全体として均一になりやすいため、放熱性や電気密度が全体として均一になりやすく、装置としての信頼性が向上する。 If the width of the hole 3 on the side of introducing the first liquid 11 is wide and the width of the hole 3 on the side from which part of the first liquid 11 is discharged is narrow, the first liquid 11 can be easily poured. Therefore, the entire hole 3 is easily filled with the first liquid 11 . Therefore, the third metal member 31 in the structure 1 is likely to be formed over the entire hole 3 . In addition, since the porosity of the third metal member 31, which will be described later, tends to be uniform as a whole, heat dissipation and electric density tend to be uniform as a whole, and reliability as a device is improved.

また、第１ステップにおいて第１液体を作製する際に第１金属繊維７および第２金属繊維９の量を調整してもよい。第１金属繊維７および第２金属繊維９の量が多ければ電気密度を大きくすることができ、第１金属繊維７および第２金属繊維９の量を少なくすれば電気密度を小さくすることができる。すなわち、第１金属繊維７および第２金属繊維９の量によって電気密度を調整することが可能である。 Also, the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 may be adjusted when the first liquid is produced in the first step. If the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are large, the electrical density can be increased, and if the amounts of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are decreased, the electrical density can be decreased. That is, it is possible to adjust the electric density by adjusting the amount of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 .

また、第３金属部材３１は、別途用意した型に作製し、型から取り出し、他の基材等に搭載させることで、構造体１を作製してもよい。 Alternatively, the third metal member 31 may be produced in a separately prepared mold, removed from the mold, and mounted on another base material or the like to produce the structure 1 .

低融点の金属３３を用いた接合において、毛細管現象により第１金属繊維７および第２金属繊維９の交絡部に低融点の金属３３が集まりやすい。この低融点の金属３３によって、第１金属繊維７および第２金属繊維９が接合される。 In bonding using the low-melting-point metal 33, the low-melting-point metal 33 tends to gather in the entangled portions of the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 due to capillary action. The first metal fiber 7 and the second metal fiber 9 are joined by this low-melting-point metal 33 .

低融点の金属３３が第１金属繊維７および第２金属繊維９に比較的小さい面積で接触していてもよい。比較的小さい面積で接触しているため、低融点の金属３３と第１金属繊維７との接点または触媒２１と第２金属繊維９との接点で応力を緩和することができる。したがって本開示における第３金属部材３１には熱サイクルの負荷がかかりにくい。 The low melting point metal 33 may be in contact with the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 over a relatively small area. Since contact is made over a relatively small area, stress can be relaxed at the contact point between the low-melting metal 33 and the first metal fiber 7 or the contact point between the catalyst 21 and the second metal fiber 9 . Therefore, a heat cycle load is less likely to be applied to the third metal member 31 in the present disclosure.

金属繊維同士が直接接合している場合は、その接合箇所一点に応力が集中しやすい。しかしながら、本開示における第３金属部材３１は、低融点の金属３３を介して接合されているため、低融点の金属３３と第１金属繊維７との接点および低融点の金属３３と第２金属繊維９との接点という二点で応力を受けることができる。したがって、金属繊維同士が直接接合されている場合と比較し、第３金属部材３１は全体として高い柔軟性を有し、熱サイクルに対する高い耐久性を有する。 When metal fibers are directly bonded to each other, stress tends to concentrate on one point of the bonding. However, since the third metal member 31 in the present disclosure is joined via the low-melting-point metal 33, stress can be received at two points: the contact point between the low-melting-point metal 33 and the first metal fiber 7 and the contact point between the low-melting-point metal 33 and the second metal fiber 9. Therefore, the third metal member 31 as a whole has high flexibility and high durability against thermal cycles, compared to the case where the metal fibers are directly bonded to each other.

また、低融点の金属３３が第１金属繊維７および第２金属繊維９を取り囲んでいてもよい。この構造の場合、第１金属繊維７および第２金属繊維９が低融点の金属３３によってより強く接合されやすい。 Also, the low-melting-point metal 33 may surround the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 . In the case of this structure, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 are more likely to be strongly bonded by the low-melting-point metal 33 .

また、無電解メッキにおいて、毛細管現象により第１金属繊維７およびセラミックス基体５の間に低融点の金属３３が集まりやすい。低融点の金属３３によって、第１金属繊維７およびセラミックス基体５が接合されていてもよい。 In addition, in electroless plating, the low-melting-point metal 33 tends to gather between the first metal fibers 7 and the ceramic substrate 5 due to capillary action. The first metal fibers 7 and the ceramic substrate 5 may be joined by a metal 33 having a low melting point.

また、低融点の金属３３がセラミックス基体５の上に層状に形成されていてもよい。この場合、セラミックス基体５に熱が発生した場合に、セラミックス基体５と接する金属の面積が大きくなり、第１金属繊維７へ熱を伝達しやすくなるため放熱性が向上しやすい。 Also, a low-melting-point metal 33 may be formed in a layer on the ceramic substrate 5 . In this case, when heat is generated in the ceramic substrate 5, the area of the metal in contact with the ceramic substrate 5 becomes large, and heat is easily transferred to the first metal fibers 7, so that heat dissipation is likely to be improved.

また、セラミックス基体５を形成した後であってメッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９をセラミックス基体５上またはセラミックス基体５内に位置する穴３に導入する前に、セラミックス基体５上に無電解メッキを行ってもよい。低融点の金属３３がセラミックス基体５の上に層状に形成させた後、メッキで被覆された第１金属繊維７および第２金属繊維９をセラミックス基体５上またはセラミックス基体５内に位置する穴３に導入し、穴３を加熱してもよい。この場合、セラミックス基体５に熱が発生した場合に、セラミックス基体５と接する金属の面積が大きくなり、第１金属繊維７へ熱を伝達しやすくなるため放熱性が向上しやすい。 Electroless plating may be performed on the ceramic base 5 after forming the ceramic base 5 and before introducing the plated first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 into the holes 3 located on or in the ceramic base 5. After the low melting point metal 33 is formed in a layer on the ceramic base 5, the first metal fibers 7 and the second metal fibers 9 coated with plating may be introduced into the holes 3 located on or in the ceramic base 5, and the holes 3 may be heated. In this case, when heat is generated in the ceramic substrate 5, the area of the metal in contact with the ceramic substrate 5 becomes large, and heat is easily transferred to the first metal fibers 7, so that heat dissipation is likely to be improved.

また、図７および図９に示すように、本開示の第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、気孔３５を有していても良い。なお、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１の気孔率は、例えば、１０％以上９０％以下であってもよい。気孔率は、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１において気孔３５が占める割合を表す指標となる。ここで、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１の気孔率は、例えば、アルキメデス法を用いて測定することで算出すればよい。 Also, as shown in FIGS. 7 and 9, the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 of the present disclosure may have pores 35. FIG. The porosities of the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 may be, for example, 10% or more and 90% or less. The porosity is an index representing the proportion of the pores 35 in the first metal member 16 , the second metal member 23 and the third metal member 31 . Here, the porosities of the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 may be calculated by measuring using, for example, the Archimedes method.

また、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１が導電性を有するため、本開示における構造体１は、電極構造体に用いられていてもよい。 Moreover, since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 are conductive, the structure 1 in the present disclosure may be used as an electrode structure.

本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、高い物理的柔軟性を有するため、発熱および冷却を繰り返しても破損しにくい。また、本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、気孔３５を有しているため、表面積が大きい。そのため、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は冷却されやすい。 Since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 in the present disclosure have high physical flexibility, they are less likely to break even after repeated heat generation and cooling. In addition, the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 in the present disclosure have pores 35, and thus have large surface areas. Therefore, the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 are easily cooled.

電極構造体の一例として、無線給電コイル、高周波電極、周波数制御コイルおよびトランスが挙げられる。 Examples of electrode structures include wireless power supply coils, high frequency electrodes, frequency control coils and transformers.

本開示の構造体１が用いられる電極構造体の一例を以下に示す。図１１に示すように、本開示の構造体１は、平面コイル１１０に用いられてもよい。なお、セラミックス基体５は、磁性を有していてもよい。また、図１２および図１３に示すように、平面コイル１１０は、無線送電器１００に備えられていてもよい。無線送電器１００が、１個以上の平面コイル１１０を電力供給側または電力需給側に備えていてもよい。この場合、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１に電流が流れることで、電力を送電することができる。そのため、本開示の平面コイル１１０および平面コイル１２０は、無線送電器１００として使用することができる。図１２および図１３に示す無線送電器１００は、電力供給側に平面コイル１１０を、電力需給側に平面コイル１２０を備えていてもよい。外部電源を平面コイル１１０に接続し、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１に電流を流すことで、電磁誘導が生じる。そのため、平面コイル１２０の第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１に電流が流れる。このようにして、本開示の平面コイル１２０は、電力の受け渡しを行う無線送電器１００として使用できる。なお、セラミックス基体５は、磁性を有していてもよい。 An example of an electrode structure in which the structure 1 of the present disclosure is used is shown below. The structure 1 of the present disclosure may be used in a planar coil 110, as shown in FIG. Note that the ceramic substrate 5 may have magnetism. Moreover, as shown in FIGS. 12 and 13, the planar coil 110 may be provided in the wireless power transmitter 100 . The wireless power transmitter 100 may have one or more planar coils 110 on the power supply side or the power supply and demand side. In this case, electric power can be transmitted by causing current to flow through the first metal member 16, the second metal member 23, or the third metal member 31. FIG. As such, planar coil 110 and planar coil 120 of the present disclosure can be used as wireless power transmitter 100 . The wireless power transmitter 100 shown in FIGS. 12 and 13 may include a planar coil 110 on the power supply side and a planar coil 120 on the power supply and demand side. By connecting an external power source to the planar coil 110 and applying current to the first metal member 16, the second metal member 23, or the third metal member 31, electromagnetic induction occurs. Therefore, current flows through the first metal member 16 , the second metal member 23 or the third metal member 31 of the planar coil 120 . In this manner, the planar coil 120 of the present disclosure can be used as a wireless power transmitter 100 for power transfer. Note that the ceramic substrate 5 may have magnetism.

第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１が導電性を有するため、本開示における構造体１は、配線構造体に用いられていてもよい。本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、高い物理的柔軟性を有するため、発熱および冷却を繰り返しても破損しにくい。例えば、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１が搭載される基材が熱により膨張したときにも、破損しにくい。また、本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、気孔３５を有しているため、表面積が大きい。そのため、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は高い放熱性を有する。 Since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 are conductive, the structure 1 in the present disclosure may be used as a wiring structure. Since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 in the present disclosure have high physical flexibility, they are less likely to break even after repeated heat generation and cooling. For example, even when the base material on which the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 are mounted expands due to heat, they are less likely to break. In addition, the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 in the present disclosure have pores 35, and thus have large surface areas. Therefore, the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 have high heat dissipation.

配線構造体の一例として、半導体製造装置に設けられる支持装置やシャワーヘッドおよび発電用ブスバーが挙げられる。 Examples of wiring structures include support devices, showerheads, and power generation busbars provided in semiconductor manufacturing equipment.

本開示の構造体１が用いられる配線構造体の一例を以下に示す。図１４ないし図１８および図２５ないし図２６に示すように、本開示の構造体１は、支持装置２００に用いられてもよい。本開示の第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、支持装置２００において配線として用いられてもよい。支持装置２００は、基材２３０と、交流電源２４０とを有していてもよい。基材２３０は、プレート２５０、シャフト２６０を有していてもよい。プレート２５０は、ビア導体２２０、第１配線２８０、第２電極２９０を有していてもよい。シャフト２６０は、第３電極２１０を有していてもよい。プレート２５０は、支持面２５１と、支持面２５１に対して垂直方向に位置する側面２５２と、を有していてもよい。第１配線２８０および第３電極２１０は、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１で構成されていてもよい。第１配線２８０は、側面２５２から露出していてもよい。側面２５２から導通を取ることが可能となるため、側面以外から電気を供給することができる。 An example of a wiring structure using the structure 1 of the present disclosure is shown below. The structure 1 of the present disclosure may be used in a support device 200, as shown in FIGS. 14-18 and 25-26. The first metal member 16 , the second metal member 23 and the third metal member 31 of the present disclosure may be used as wiring in the support device 200 . The support device 200 may have a substrate 230 and an AC power source 240 . Substrate 230 may have plate 250 and shaft 260 . The plate 250 may have via conductors 220 , first wirings 280 and second electrodes 290 . Shaft 260 may have a third electrode 210 . The plate 250 may have a support surface 251 and side surfaces 252 perpendicular to the support surface 251 . The first wiring 280 and the third electrode 210 may be composed of the first metal member 16 , the second metal member 23 or the third metal member 31 . The first wiring 280 may be exposed from the side surface 252 . Since it is possible to obtain electrical continuity from the side surface 252, electricity can be supplied from other than the side surface.

また、図２５に示すように、プレート２５０は、第１配線２８０は、第１部分２８１と第２部分２８２とを有していてもよい。第１部分２８１および第２部分２８２は、側面２５２から露出していてもよい。また、図２６に示すように、第１部分２８１および第２部分２８２は、ビア導体２２０に接続されていてもよい。 Further, as shown in FIG. 25, the plate 250 and the first wiring 280 may have a first portion 281 and a second portion 282 . The first portion 281 and the second portion 282 may be exposed from the side surface 252 . Also, as shown in FIG. 26 , first portion 281 and second portion 282 may be connected to via conductor 220 .

また、図１７に示すように、ビア導体２２０は、第１配線２８０の内部に入り込んでいてもよい。この場合、ビア導体２２０と第１配線２８０との導通がより確保されやすくなる。 In addition, as shown in FIG. 17 , via conductors 220 may enter inside first wiring 280 . In this case, conduction between via conductor 220 and first wiring 280 can be more easily ensured.

また、図１８に示すように、ビア導体２２０は、第１配線２８０を貫通していてもよい。この場合、ビア導体２２０と第１配線２８０との導通がより確保されやすくなる。 電極２１０およびビア導体２２０は、Ｐｔ、ＭｏおよびＷのいずれでもよく、基材２３０は、アルミナ、イットリア、窒化アルミニウムおよび窒化珪素のいずれでもよい。第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１およびビア導体２２０は、Ｐｔ、Ｃｕ、ＡｇおよびＮｉのいずれかからなるナノ金属粒子ペーストを用いた接合封止処理をされていてもよい。 In addition, as shown in FIG. 18, via conductors 220 may pass through first wiring 280 . In this case, conduction between via conductor 220 and first wiring 280 can be more easily ensured. Electrodes 210 and via conductors 220 may be any of Pt, Mo and W, and substrate 230 may be alumina, yttria, aluminum nitride and silicon nitride. The first metal member 16, the second metal member 23, the third metal member 31, and the via conductors 220 may be subjected to bonding and sealing treatment using nano metal particle paste made of any one of Pt, Cu, Ag, and Ni.

また、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１と、交流電源２４０とは、Ｐｔ、Ｃｕ、ＡｇおよびＮｉのいずれかからなるナノ金属粒子ペーストを用いた接合封止処理をされていてもよい。これは酸素が侵入することを防ぐことを目的としている。また、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１と、交流電源２４０とは、Ｏリングによって接合封止処理されていてもよい。 Also, the first metal member 16, the second metal member 23 or the third metal member 31 and the AC power supply 240 may be joined and sealed using a nano metal particle paste made of any one of Pt, Cu, Ag and Ni. This is intended to prevent oxygen from entering. Also, the first metal member 16, the second metal member 23 or the third metal member 31 and the AC power source 240 may be joined and sealed with an O-ring.

なお、電極２９０は、高周波電極、静電吸着電極または発熱電極のうちいずれかとして使用してもよい。また、電極２９０は、基材２３０の内部に複数位置していてもよい。また、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１と交流電源２４０との間に、電流を制御するコントロールユニットを設けてもよい。 It should be noted that the electrode 290 may be used as either a high frequency electrode, an electrostatic attraction electrode, or a heating electrode. Also, a plurality of electrodes 290 may be positioned inside the substrate 230 . A control unit for controlling current may be provided between the first metal member 16 , the second metal member 23 or the third metal member 31 and the AC power source 240 .

本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、発熱構造体に用いられていてもよい。本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、高い物理的柔軟性を有するため、発熱および冷却を繰り返しても破損しにくい。また、本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１気孔３５を有しているため、表面積が大きい。そのため、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は高い放熱性を有する。 The first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 in the present disclosure may be used in a heat generating structure. Since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 in the present disclosure have high physical flexibility, they are less likely to break even after repeated heat generation and cooling. Moreover, since the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 in the present disclosure have the pores 35, the surface area is large. Therefore, the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 have high heat dissipation.

発熱構造体として、ヒータが挙げられる。図１９に示すように、本開示の構造体１は、発熱構造体として、ヒータ３００に用いられてもよい。本開示のヒータ３００は、図１９に示すように、セラミックス基体５と、第１金属部材１６、第２金属部材２３または第３金属部材３１と、を有している。第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、発熱体として用いられる。第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１に電気を流すことによって加熱対象物を加熱することができる。 A heater is mentioned as an exothermic structure. As shown in FIG. 19, the structure 1 of the present disclosure may be used in a heater 300 as a heat generating structure. A heater 300 of the present disclosure has a ceramic substrate 5 and a first metal member 16, a second metal member 23, or a third metal member 31, as shown in FIG. The first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 are used as heating elements. An object to be heated can be heated by applying electricity to the first metal member 16 , the second metal member 23 and the third metal member 31 .

本開示における構造体１は、放熱部材に用いられていてもよい。本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、高い物理的柔軟性を有するため、発熱および冷却を繰り返しても破損しにくい。また、本開示における第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１気孔３５を有しているため、表面積が大きい。そのため、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は高い放熱性を有する。 The structure 1 according to the present disclosure may be used as a heat dissipation member. Since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 in the present disclosure have high physical flexibility, they are less likely to break even after repeated heat generation and cooling. Moreover, since the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 in the present disclosure have the pores 35, the surface area is large. Therefore, the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 have high heat dissipation.

本開示の構造体１が用いられる放熱部材の一例を以下に示す。図２０ないし図２３および図２７に示すように、本開示の構造体１は、パワーモジュール基板４００に用いられてもよい。本開示のパワーモジュール基板４００は、図２０ないし図２３および図２７に示すように、第１壁部４１０と第２壁部４２０と、第３壁部４３０と、第４壁部４４０と、を有している。なお、第１壁部４１０は、アルミナ、窒化アルミニウムおよび窒化珪素のいずれであってもよい。 An example of a heat dissipation member using the structure 1 of the present disclosure is shown below. The structure 1 of the present disclosure may be used in a power module substrate 400 as shown in FIGS. 20-23 and 27 . The power module substrate 400 of the present disclosure has a first wall portion 410, a second wall portion 420, a third wall portion 430, and a fourth wall portion 440, as shown in FIGS. Note that the first wall portion 410 may be made of alumina, aluminum nitride, or silicon nitride.

第２壁部４２０、第３壁部４３０および第４壁部４４０は、セラミックス、金属、ガラスまたは樹脂のいずれであってもよい。第１壁部４１０と第２壁部４２０と、第３壁部４３０と、第４壁部４４０とによって流路４６０が構成されている。第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、放熱部材として流路４６０内に位置していてもよい。図２１および図２２に示すように、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、放熱部材として流路４６０内の全部に位置していてもよい。 The second wall portion 420, the third wall portion 430 and the fourth wall portion 440 may be made of ceramics, metal, glass or resin. A channel 460 is configured by the first wall portion 410 , the second wall portion 420 , the third wall portion 430 , and the fourth wall portion 440 . The first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 may be positioned inside the flow path 460 as heat dissipation members. As shown in FIGS. 21 and 22, the first metal member 16, the second metal member 23 and the third metal member 31 may be positioned throughout the flow path 460 as heat dissipation members.

また、配線４７０は、第１壁部４１０の内部に位置していてもよい。さらに、配線４７０は、第１壁部４１０の外面に露出した電極４８０と接続されていてもよい。電子部品４５０は配線４７０電極４８０の上に位置していてもよい。また、配線４７０は、電力および信号を送受信する機構を有していてもよい。 Also, the wiring 470 may be positioned inside the first wall portion 410 . Furthermore, the wiring 470 may be connected to the electrode 480 exposed on the outer surface of the first wall portion 410 . The electronic component 450 may be located on the wiring 470 electrode 480 . Wiring 470 may also have a mechanism for transmitting and receiving power and signals.

配線４７０が第１壁部４１０内に位置していない場合、別途ワイヤーボンディングを用いて２つ以上の電極４８０同士を接続、または電極４８０および電子部品４５０同士を接続する必要がある。このとき、パワーモジュール基板４００が大型化する場合がある。一方、配線４７０が第１壁部４１０内にあることによりパワーモジュール基板４００を低背化でき小型にすることができるが、第１壁部４１０に熱が溜まるおそれがある。しかし、上記のように、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１は、放熱部材として流路４６０内に位置していることで、第１壁部４１０に溜まった熱を放出することが可能となる。 If the wiring 470 is not located inside the first wall portion 410, it is necessary to separately use wire bonding to connect two or more electrodes 480 to each other, or to connect the electrodes 480 and the electronic components 450 to each other. At this time, the power module substrate 400 may become large. On the other hand, since the wiring 470 is inside the first wall portion 410 , the power module substrate 400 can be made low-profile and compact, but there is a risk that heat will accumulate in the first wall portion 410 . However, as described above, since the first metal member 16, the second metal member 23, and the third metal member 31 are positioned inside the flow path 460 as heat dissipation members, the heat accumulated in the first wall portion 410 can be released.

また、配線４７０は、第１金属部材１６、第２金属部材２３および第３金属部材３１であってもよい。また、銅貼りの温度が高い場合には、配線４７０は、図２７に示すような構成になっていてもよい。 Also, the wiring 470 may be the first metal member 16 , the second metal member 23 and the third metal member 31 . Moreover, when the temperature of copper bonding is high, the wiring 470 may be configured as shown in FIG.

また、配線４７０は、流路４６０によって冷却されるため、電力や信号の送受信が円滑になりやすい。 In addition, since the wiring 470 is cooled by the flow path 460, transmission and reception of electric power and signals tend to be smooth.

また、配線４７０および電極４８０は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、ＭｏおよびＷのいずれであってもよい。 Also, the wiring 470 and the electrodes 480 may be any of Cu, Ag, Al, Pt, Mo and W.

基体上または基体内空間には触媒が付着し、メッキ成分が析出する場合がある。メッキされた金属繊維との接合層として機能する。また、半導体製造装置に設けられる支持装置やシャワーヘッドまたはパワーモジュール基板として利用する場合、トリプルジャンクションを回避しやすくなる。トリプルジャンクションとは、誘電率の異なる３つ以上の物質が接することによって生じる放電現象である。本開示においては、金属部材、基体および空間が異なる誘電率を有しているが、接合層が金属である場合、これら３つの物質が接することが無くなるので、トリプルジャンクションを回避することができる。 A catalyst adheres to the substrate or the space within the substrate, and plating components may be deposited. It functions as a bonding layer with plated metal fibers. Also, when used as a supporting device, a shower head, or a power module substrate provided in a semiconductor manufacturing apparatus, it becomes easier to avoid triple junctions. A triple junction is a discharge phenomenon that occurs when three or more substances with different dielectric constants come into contact with each other. In the present disclosure, the metal member, the base and the space have different dielectric constants, but if the bonding layer is metal, these three substances will not be in contact, so triple junctions can be avoided.

なお、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, etc. are possible without departing from the gist of the present disclosure.

１：構造体
３：穴
４：入り口
５：セラミックス基体
６：出口
７：第１金属繊維
９：第２金属繊維
１１：第１液体
１３：第１ナノ金属粒子
１５：第２液体
１６：第１金属部材
１７：空隙
１９：接合層
２１：触媒
２２：第３液体
２３：第２金属部材
２５：第１析出金属
２７：第２析出金属
２９：金属線
３１：第３金属部材
３３：低融点の金属
３５：気孔
１００：無線送電器
１１０、１２０：平面コイル
１１１：基板
１２１：基板
２００：支持装置
２１０：配線
２２０：ビア導体
２３０：基材
２４０：交流電源
３００：ヒータ
３１０：基体
４００：パワーモジュール基板
４１０：第１壁部
４２０：第２壁部
４３０：第３壁部
４４０：第４壁部
４５０：電子部品
４６０：流路
４７０：配線
４８０：電極1: Structure 3: Hole 4: Entrance 5: Ceramic substrate 6: Exit 7: First metal fiber 9: Second metal fiber 11: First liquid 13: First nano metal particles 15: Second liquid 16: First metal member 17: Void 19: Bonding layer 21: Catalyst 22: Third liquid 23: Second metal member 25: First deposited metal 27: Second deposited metal 29: Metal wire 31: Third metal member 33: Low melting point metal 35: Pore 100: Wireless power transmitter 110, 120: Planar coil 111: Substrate 121: Substrate 200: Support device 210: Wiring 220: Via conductor 230: Substrate 240: AC power supply 300: Heater 310: Substrate 400: Power module substrate 410: First wall 420: Second wall Section 430: Third wall section 440: Fourth wall section 450: Electronic component 460: Flow path 470: Wiring 480: Electrode

Claims (3)

穴を有するセラミックス基体を準備して、前記穴に、第１金属繊維および第２金属繊維を有する第１液体を導入する第１ステップと、
前記第１液体を乾燥する第２ステップと、
第１ナノ金属粒子を有する第２液体を前記穴に導入する第３ステップと、
前記第２液体を乾燥する第４ステップと、
前記穴を加熱し、前記第１金属繊維および前記第２金属繊維を前記第１ナノ金属粒子によって接合する第５ステップと、を有する、
構造体の製造方法。a first step of providing a ceramic substrate having holes and introducing a first liquid having first metal fibers and second metal fibers into the holes;
a second step of drying the first liquid;
a third step of introducing a second liquid having first nanometal particles into said holes;
a fourth step of drying the second liquid;
a fifth step of heating the holes to bond the first metal fibers and the second metal fibers with the first nanometal particles;
A method of manufacturing a structure. 前記穴は、入口と、出口と、を有し、
前記第１ステップにおいて、前記第１液体は、前記入口から導入され、前記第１液体の一部が前記出口から排出される、
請求項１に記載の構造体の製造方法。the hole has an inlet and an outlet;
In the first step, the first liquid is introduced from the inlet and part of the first liquid is discharged from the outlet.
A method for manufacturing the structure according to claim 1 . 前記穴は前記セラミックス基体内に位置しており、
前記穴は、前記入り口に繋がる第１通路と、前記出口に繋がる第２通路と、前記第１通路および前記第２通路を繋ぐ第３通路と、を有しており、
前記第２通路の幅は、前記第１通路の幅よりも小さい、
請求項２に記載の構造体の製造方法。The hole is located in the ceramic base,
The hole has a first passageway connected to the entrance, a second passageway connected to the exit, and a third passageway connecting the first passageway and the second passageway,
the width of the second passage is smaller than the width of the first passage;
3. A method for manufacturing the structure according to claim 2.
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